Как рассчитать нагрузку и мощность для симметричной трехвалковой листогибочной машины

Представьте себе, что вы пытаетесь согнуть толстый стальной лист в идеальный цилиндр - сколько сил вам потребуется? В этой статье мы рассмотрим критические расчеты для определения нагрузки и требуемой мощности для симметричных 3-валковых листогибочных машин. Вы узнаете об анализе усилий, необходимых для проектирования каждой детали, о требованиях к крутящему моменту и мощности, необходимой для системы главного привода. Поняв эти расчеты, вы получите представление о создании эффективных и экономичных листогибочных машин.

Анализ нагрузки и расчет мощности привода симметричной трехвалковой листогибочной машины

Оглавление

Введение

Нагрузка на листогибочные машины значительна, что требует высокой прочности их компонентов. Это необходимо для обеспечения долговечности и производительности машины в тяжелых условиях эксплуатации.

В условиях современной конкуренции снижение стоимости листопрокатных станков имеет решающее значение. Для этого необходимо спроектировать машину с высокой точностью и надежностью, чтобы поддерживать качество и при этом минимизировать расходы.

Для эффективного проектирования валковой гибочной машины необходимо сначала провести всесторонний силовой анализ. Этот анализ позволяет получить фундаментальные параметры, необходимые для проектирования каждой части машины, гарантируя, что все компоненты смогут выдержать эксплуатационные нагрузки, с которыми они столкнутся.

Кроме того, очень важно рассчитать мощность главного привода. Этот расчет имеет решающее значение для проектирования системы главного привода и выбора подходящего двигателя, обеспечивающего эффективную работу машины.

Поэтому проведение детального анализа усилий и точный расчет движущей силы являются важнейшими этапами в процессе проектирования валковой гибочной машины.

В этой статье описывается метод расчета силовых возможностей симметричного трехвалкового гибочного станка. Этот метод также может служить справочным материалом для других типов листогибов прокатные станки, обеспечивая фундаментальный подход к их разработке и оптимизации.

Анализ силы

2.1 Максимальный крутящий момент, необходимый для прокатки цилиндра

Когда листопрокатный станок работает, стальной лист должен быть закатан в стальную трубу.

В это время напряжение материала достигло предела текучести.

Таким образом, распределение изгибающих напряжений на участке трубы показано на рисунке (b), а изгибающий момент M на участке составляет:

Максимальный крутящий момент, необходимый для прокатки цилиндра

В приведенной выше формуле,

  • B, δ - Максимальная ширина и толщина стальной прокат лист (м)
  • σs - Предел текучести материала (кН - m-2)
Распределение напряжений при изгибе валков

Рис.1 Распределение напряжений при изгибе вала

При рассмотрении деформации материала происходит упрочнение, и для модификации уравнения (1) вводится коэффициент упрочнения K, а именно:

уравнение

В приведенной выше формуле,

  • K - коэффициент армирования, значение может быть K = 1.10~1.25, если результат для δ/R большой, то возьмите самое большое значение.
  • R - радиус нейтрального слоя прокатный лист (m)

2.2 Состояние силы

При прокатке стальная пластинаСиловое состояние показано на рисунке ниже. Согласно балансу сил, опорная сила Fна валковой пластине можно получить по формуле:

поддерживающая сила F2

В приведенной выше формуле,

  • θ - угол между оскверненной линией OO1 и OO2,
Угол между оскверненной линией
  • α - нижний ролик центральное расстояние (m)
  • dмин - Минимальный диаметр прокатываемого листа (м)
  • d2 - Диаметр нижнего ролика (м)
Силовой анализ изгиба валков

Рис.2 Силовой анализ изгиба вала

Учитывая, что толщина пластины δ намного меньше минимального диаметра прокатной трубы, радиус R нейтрального слоя составляет около 0,5dминДля упрощения расчетов вышеприведенное уравнение можно изменить на:

F2

Согласно балансу сил, сила давления F1который генерируется верхним роликом и действует на прокатный лист:

F1

Расчет мощности привода

3.1 Момент привода нижнего ролика

Нижний ролик листопрокатный станок является ведущим роликом, а крутящий момент на нижнем ролике используется для преодоления деформирующего момента Tn1 и момент трения Tn2.

В процессе прокатка стального листаа деформационные возможности, запасенные в сечении AB стального листа (см. рис. 1а и рис. 2), равны 2Mθ, затраченное время составляет 2θR/V (V скорость качения).

Коэффициент равен мощности деформирующего момента Tn1, а именно:

коэффициент деформационных возможностей

Поэтому,

Момент трения включает в себя момент трения качения между верхним и нижним роликом и стальной пластиной, а также момент трения скольжения между шейкой ролика и втулкой вала, который можно рассчитать следующим образом:

Значение Tn2

В приведенной выше формуле:

  • f - Коэффициент трения качения, принять f = 0.008m
  • μ - Коэффициент трения скольжения, принять μ = 0.05-0.1d1,
  • d2 - Диаметр верхнего и нижнего роликов (м)
  • D1, D2 - Диаметр горловины верхнего и нижнего валика (м)

На этапе проектирования размер еще не точен, значение может принимать значение Di = 0.5di (i=1, 2). Крутящий момент привода нижнего ролика T равен сумме деформирующего момента Tn1 и момент трения Tn2.

крутящий момент привода нижнего ролика T

3.2 Мощность привода нижнего вала

Мощность привода нижнего ролика:

Мощность привода нижнего ролика

В приведенной выше формуле:

  • P - Приводимая мощность (м - кВт)
  • T - Момент движущей силы (КН - м)
  • n2 - Скорость вращения нижнего валика (об - мин.-1), n2=2V/d2 (V - скорость качения)
  • η - эффективность передачи, η=0,65-0,8

Мощность главного двигателя можно определить по значению P.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Вам также может понравиться
Мы выбрали их специально для вас. Читайте дальше и узнавайте больше!
Анализ нагрузки и расчет мощности привода четырехвалковой гибочной машины

Анализ нагрузки и расчет мощности для гибки 4 валков

Вы когда-нибудь задумывались, как массивные металлические листы превращаются в точные цилиндрические формы? В этой статье мы расскажем об удивительной механике четырехвалковых листогибочных машин, изучим их устройство, принципы работы и критические...
Расчет смещения положения боковых валков четырехвалковой листогибочной машины

Расчеты для позиционирования боковых валков на 4-валковых листогибах

Вы когда-нибудь задумывались, как четырехвалковая листогибочная машина добивается таких точных изгибов? В этой статье рассматривается расчет смещения положения боковых валков под руководством опытного инженера-механика.....

Листопрокатный станок: Ваше полное руководство

Вы когда-нибудь задумывались, как массивные стальные конструкции превращаются в идеальные цилиндры и конусы? Эта статья посвящена увлекательному миру листопрокатных станков - важнейших инструментов в таких отраслях, как...
3 рулонные гибки

3 Принцип гибки валков и процесс прокатки

Вы когда-нибудь задумывались, как массивные стальные листы превращаются в идеально изогнутые формы? В этой увлекательной статье блога мы погрузимся в захватывающий мир 3-валковых гибочных машин. Откройте для себя...
Точность в движении: Достижения в области китайских гибочных станков

Точность в движении: Достижения в области китайских гибочных станков

Представьте себе, как плоский лист металла превращается в сложную кривую с точностью и эффективностью. Гибочные станки, играющие важнейшую роль в таких отраслях, как судостроение и аэрокосмическая промышленность, достигают этого с помощью передовых технологий,...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.